Funcionalização não covalente de nanoestruturas 2D com moléculas orgânicas e nanopartículas de carbono: um sistema ternário para aplicação em energia

Resumo

Uma maneira de modular, modificar, ou aperfeiçoar as propriedades físico-químicas, espectroscópicas e tecnológicas de nanoestruturas 2D como o grafeno e o MoS2 é funcionalizá-las não covalentemente com moléculas orgânicas (MOs) e/ou nanopartículas (NPs), na qual preserva-se muitas das propriedades originais desses nanomateriais. É interessante notar que, a combinação MOs e NPs originando uma nanoestrutura ternária (nanoestrutura-2D&MOs&NPs) como proposta neste projeto não foi abordada até o momento. Assim sendo, escolhemos as MOs acridinas 3,6-Diaminoacridina, amarelo de acridina e laranja de acridina, a porfirina 5,10,15,20-Tetra(4-piridil) e a ftalocianina 29H,31H-ftalocianina; por possuírem cadeia p-conjugada estendida, grande estabilidade térmica, alta absorção molar na região UV-Vis-IV, caráter doador/aceitador de elétrons e apresentam átomos de N em suas estruturas. As NPs de carbono ou simplesmente Carbon-Dots (CDs) foram escolhidas por serem ecologicamente favoráveis, possuírem excelente condutividade (transporte de elétrons e mobilidade iônica) e elevada área superficial (maior área de contato entre o eletrodo e os eletrólitos), a presença de grupos funcionais nos CDs faz com que aumente consideravelmente a capacitância de eletrodos dopados com essas NPs (efeito pseudocapacitivo). Futuramente, essa mesma plataforma poderá ser extrapolada e aplicada para funcionalização com heteroestruturas de van der Waals com multifuncionalidades herdadas de cada material 2D que o constituem e com novas propriedades não encontradas individualmente em cada um deles. (AU)